电厂循环水远程站控制系统改造方案

电厂循环水远程站控制系统改造方案

摘要：发电厂循环水系统是电厂的关键系统，是维持机组运行不可或缺的冷却系统，为运行机组不断提供冷却水源。目前吕四港电厂每台机组设计两台循环水泵，每台循环水泵出口配套一个液控蝶阀。为提高我厂循环水系统的安全性和可靠性，对我厂循环水泵远程站DCS进行优化改造。本文则详细阐述了吕四港发电厂循环水远程站控制系统改造方案。Keys：循环水系统；控制系统；改造措施；1、引言发电厂循环水系统是电厂的关键系统，是维持机组运行不可或缺的冷却系统，为运行机组不断提供冷却水源。为提高我厂循环水系统的安全性和可靠性，根据《防止电力生产事故的二十五项重点要求》以及《火电厂热工系统可靠性配置与事故预控》的要求对我厂循环水泵远程站进行改造。2、设备现状及改造的必要性2.1原系统或设备基本情况目前吕四港电厂每台机组设计两台循环水泵，每台循环水泵出口配套一个液控蝶阀，液控蝶阀采用施耐德PLC（65160系列CPU）控制系统，实现就地手/自动控制，将整个液控蝶阀PLC系统切换至远方，经循环水远程电子间的DCS远程控制站，可接受来自单元机组的远方控制指令，并将阀门的位置反馈回送至单元机组，而循环水泵的远方控制逻辑位于汽机房电子间本地16号控制器。DCS系统为艾默生OVATION3.0.4版本，控制器型号为OCR400。16号控制器配置有一套远程控制站，由16号控制器下MAUA卡通过光纤连接至远程站的REMOTENODE卡作为远程站与16号控制器的通讯连接（见图1、2）；66号控制器下MAUB卡通过光纤连接至远程站的REMOTENODE卡做为远程站与66号控制器的通讯连接。16号和66号控制器互为冗余，为一对控制器。MAUA卡与B卡之间无直接物理连接，两者之间的切换通过控制器切换实现。图1：1号机组循环水DCS系统网络结构图图2：远程NODE卡与MAU卡连接示意图2.2原系统或设备存在的主要问题为避免16号控制器所带重要水位信号保护失控，有可能造成汽轮机进水等重大设备损坏事故，我厂开启了“DisableControllerFailoveronNodeFailure”功能，即远程节点卡故障时不触发控制器切换，冗余功能失去作用。目前我厂每台机组配置2台循环水泵，共用一对控制器，两台循环水泵控制指令通过硬接线由电子间控制柜直接至就地，循环水泵远程站主要控制两台循环水泵出口液控碟阀。通讯中断后，误发循环水泵出口液控蝶阀关反馈信号，导致两台循环水泵跳闸保护动作，因远程站全部通讯中断，两台循环水泵出口液控碟阀关指令失效，运行人员就地手动关闭之前，液控碟阀一直处于开启状态，由于我厂为循环水为母管制，循环水短路后会造成4台机组全停的恶性事故。2.3进行改造的必要性及主要依据《防止电力生产事故的二十五项重点要求》以及《火电厂热工系统可靠性配置与事故预控》关于公用辅助控制系统的配置要求：采用集中控制的公用与辅助系统时，应满足以下要求：采用母管制的循环水系统等重要公用系统，宜按单元或分组纳入单元机组DCS中，以免因公用DCS故障而导致全厂或两台机组同时停止运行；不宜分开的，可配置在公用DCS中，但不应将控制集中在一对控制器上，以免因控制系统故障而导致对应设备全部跳闸。循环水泵房进行控制系统设计、维护时，还应满足以下要求：1、充分考虑温度、湿度、防尘、防电磁干扰、防腐蚀等因素的影响，选用高可靠性的监控设备与装置，并配套完善的防护设施；2、按危险分散的原则，单元机组循环水泵应配置独立的控制器进行控制，并合理分配循环水泵房DO通道，使一块DO模件仅控制一台循环水泵。3、循环水远程站改造方案论证3.1改造方案描述1、循环水远程站DCS控制器冗余配置。单台机组配置两台循环水泵，根据冗余配置原则，单台机组需配置1对控制器，冗余控制循环水泵及相应的液控蝶阀。实现独立配置原则。利用循泵远程站的DCS机柜进行卡件配置。2、循环水远程站DCS网路冗余配置。取消现有的汽机电子间MAU卡与远程节点NODE卡的通讯模式，为实现循泵远程站与汽机电子间之间的数据传输，需配置光电转换器，经2对光缆实现通讯冗余。3、循环水远程站DCS电源配置。原循泵远程站配置的双路电源经APC切换供电模式保留，但新增控制器的DCS盘柜背板电源需配置新型号的电源模块，单台需配置2套，分别给2套控制器盘柜供电。4、循环水远程站DCS和汽机电子间控制器相关逻辑配置。循环水远程站DCS控制器新配置后，在新控制器中配置液控蝶阀及液压站油泵的逻辑组态，实现远方操作功能。循环水泵和对应出口液控蝶阀的逻辑控制均由DCS来实现。5、循环水液控蝶阀就地控制柜回路改造。取消液控蝶阀就地控制柜内的PLC模块，保留原继电器搭接的控制回路，实现就地后备手操功能。将就地设备送PLC的I/O信号进行整理依次送入循环水远程站DCS，远程站DCS经逻辑组态控制输出信号送入就地液控蝶阀控制柜，通过继电器控制回路实现蝶阀开关动作；同时实现液压站油泵启停控制。保留液控蝶阀就地控制柜内的供电电源配置（经循泵远程站双电源APC切换），保障了就地硬回路供电可靠性。3.2方案实施的可行性、合理性根据改造方案，增加DCS的相关设备，在循环水远程站新控制器中配置液控蝶阀的相关逻辑；取消循泵液控蝶阀就地控制柜内的PLC，就地控制柜的I/O信号送至新配置的控制器，实现循泵和就地蝶阀的组合控制，同时也降低了汽机电子间16号控制器的负荷率。改造完成后将降低就地控制回路的故障率。同时配置独立的控制器极大程度地提高机组循环水大联络的可靠性，消除了全厂停机的重大事故隐患。4、结束语方案实施后可使我厂循环水泵控制器独立配置，即使一个控制器出现故障或其他通讯设备故